Upload
others
View
9
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Botanika MB - 15 Morfologija II by Toni Nikolić 1
Spolno i nespolno razmnožavanje, izmjena generacija
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 2
Razmnožavanje i rasplod:
1. genetska varijabilnost
2. povećavanje biomase
A. Nespolno (vegetativno)
razmnožavanje
B. Spolni (seksualni) rasplod
singamijom i mejozom
A. Nespolno (vegetativno)
razmnožavanje:
1. višestanično vegetativno
razmnožavanje
fragmentacija (cijepanje
habitusa na 2 ili više dijelova)
Elodea
vriježe, poleglice, reznice
(obimno u vrtlarstvu i
poljoprivredi), Rosa, Fragaria,
koštuničavo voće i dr.
Elodea canadensis,
vodena kuga,
unešena u Europu
sredinom 19. st.
samo ženske biljke;
razmnožava se vrlo
agresivno
fragmentacijom
Fragaria vesca,
jagoda, vegetativno
razmnožavanje
vriježama
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 3
Cardamine bulbifera Lilium bulbiferum
2. vegetativno razmnožavanje
rasplodnim tjelešcima (rasplodni
pup)
Razmnožavanje i rasplod
rasplodni izdanak ili
bulbil
Pojavljivanje:
•u pazušku lista (Cardamine, Lilium)
•na lisnim rebrima (Asplenium)
•u cvatovima (Allium)
•na rubu lista
viviparija - živorodnostAsplenium viviparum
Poa bulbosa f. vivipara
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 4
Razmnožavanje i rasplod
B. Spolni (seksualni) rasplod singamijom i mejozom
Neposredno povezan uz izmjenu generacija.
U kormofita se pojavljuju dva tipa izmjena generacija:
1. izosporna (heteromorfna, heterofazna)
2. heterosporna (heteromorfna, heterofazna)
•stalna izmjena sporofita i gametofita
•dominacija sporofita u viših biljaka
•sve veća redukcija gametofita
Terminologija:
•izogamija - gamete jednake
•heterogamija - gamete različite (anizo-, oogamija)
•zoogamija - pokretne gamete
•singamija - kopulacija, oplodnja
•sifonogamija - oplodnja polenskom mješinicom
•plazmogamija - stapanje plazme prilikom oplodnje
•kariogamija - stapanje jezgara prilikom oplodnje
alge mahovine preslice/papratnjače golosjemenjače kritosjemenjače
gametofit
sporofit
trend
trend
Razmnožavanje i rasplod
Omjer veličine gametofita i sporofita u različitih skupina biljaka
Izmjena generacija - izosporna
SPOROFIT
GAMETOFIT
2n
n
sporangij
izospore
anteridij
arhegonij
gamete
oplodnja
zigota
Razmnožavanje i rasplod
SPOROFIT
2n
n
mikrosporangij
megasporangij
megaspore
mikrospore
MUŠKI GAMETOFIT
ŽENSKI GAMETOFIT
anteridij
jajna
stanica
arhegonij
muška
gameta
oplodnja
zigota
Izmjena generacija - heterosporna
Razmnožavanje i rasplod
Osnovni koraci (procesi) tijekom izmjene generacija:
(1) sporogeneza, (2) gametogeneza, (3) fertilizacija, (4) embriogeneza
Razmnožavanje i rasplod
Osobina Bryophyta
mahovine
Pteridophyta
papratnjače
Spermatophyta
sjemenjače
heterosporija nije razvijena samo neke sve bez izuzetka
egzosporni gametofit sve bez izuzetka većina nema
endosporni gametofit nije razvijena samo neke sve bez izuzetka
Distribucija glavnih karakteristika izmjene generacija u nekih skupina bljaka:
Izmjena generacija - odstupanja
Partenogeneza. U pojedinih kritosjemenjača i nekih papratnjača, embrio, tj.
mladi sporofit, može nastati i iz neoplođene jajne stanice. Ovaj se fenomen
naziva partenogeneza (ili "djevičansko rođenje").
Aposporija. Ova pojava podrazumjeva nastanak gametofita bez faze haploidne
spore, direktno iz vegetativne stanice sporofita. Vrlo često, aposporni gametofit
razvija anteridije i arhegonije, a proučavanja kromosoma su pokazala da su
njihove gamete diploide, a sporofit nastao njihovom fertilizacijom tetraploid.
Apogamija. Ova pojava podrazumjeva nastanak sporofita bez čina oplodnje,
direktno iz vegetativnih stanica gametofita. Ovisno o broju kromosoma koje
gametofit ima, n ukoliko je normalan ili 2n ako je aposporan, i mitozama nastali
sporofit će biti haploid ili diploid.
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo izmjene generacija - interpolacijska teorija
Hipotetska zelena alga - heteromorfna izmjena generacija
sporofit
gametofit
Razmnožavanje i rasplod
• odlaganje mejoze
• razvoj nove 2n faze
• kutinizirana stijenka
spore
• mnogostanični
gametangiji
• zadržavanje jajne
stanice
• razvoj embrija unutar
arhegonija
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo izmjene generacija - interpolacijska teorija
Porijeklo izmjene generacija - transformacijska teorija
Hipotetska zelena alga - izomorfna izmjena generacija
sporofit
gametofit
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo izmjene generacija - transformacijska teorija
• kutinizirana stijenka spore
• provodno tkivo u sporofitu
• mnogostanični sporangiji i gamatangiji
• epiderma s kutikulom
• puči
• razvoj embrija u arhegoniju
Razmnožavanje i rasplod
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 14
Papratnjače
mikrospore
mikrosporangij
mikrosporofil
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo i nastanak cvijeta - mikrosporna razvojna linija
Sjemenjače (golo i krito)
jednostanična
polenova zrna
(mikrospore)
polenovnica
(mikrosporangij)
prašnik
(mikrosporofil)
sporofil - list u čijem se pazušku razvija sporangij, dio sporofita
mikrosporofil (prašnik) - list u čijem se pazušku razvija mikrosporangij
mikrosporangij (polenovnica) - organ u kojem redukcijskom diobom nastaju mikrospore
mikrospore (jednostanično polenovo zrno) - haploidne spore nastale redukcijskom
diobom iz kojih će se razviti muški gametofit
Terminologija:
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 15
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo i nastanak cvijeta - makrosporna razvojna linija
Papratnjače
makrospore
makrosporangij
makrosporofil
Golosjemenjače
matična
stanica
ženskog
gametofita(makrospore)
plodni list(makrosporofil)
integument
sporofil - list u čijem se pazušku razvija sporangij, dio sporofita
makrosporofil (plodni list, karpel) - list u čijem se pazušku razvija makrosporangij
makrosporangij (nucel) - organ u kojem redukcijskom diobom nastaju makrospore
makrospore (matična stanica ženskog gametofita) - haploidne spore nastale
redukcijskom diobom iz kojih će se razviti ženski gametofit
integument - sterilni ovoj oko nucela (samo u sjemenjača)
mikropila - maleni otvor na integumentu, ponekada na cjevastom produljenju
Terminologija:
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 16
hipotetski razvoj integumenta, od telomnog sistema
nalik rodu Rhynia
terminalni sporangiji
1 fertilni sporangij
integument kao sterilni omotač u golosjemenjača i
kritosjemenjačaa- Genosperma kidsoni
b- Genosperma latens
c- Eurystoma angulare
d- Stamnostoma
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo i nastanak cvijeta - integument
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 17
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo i nastanak cvijeta - sjemeni zametak
matična stanica
gametofita,
kasnije
gametofit i
embrio
nucel
integument
sjemeni
zametak
+ držak (funikulus)
sjemenka
Sjemenjače
ili Spermatophyta !
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 18
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo i nastanak cvijeta - sjemeni zametak
Zašto je sjemeni zametak važan?
• razvoj ženskog gametofita pod zaštitom
nucela i integumenta
• oplodnja neovisna o vodi u “kontroliranim
uvijetima”
• latentni embrio s odloženim razvojem
• vezani mehanizmi rasprostiranja
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 19
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo i nastanak cvijeta - makrosporna razvojna linija
papratnjače
golosjemenjače
kritosjemenjače
endosporni
ženski
gametofit
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 20
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo i nastanak cvijeta - makrosporna razvojna linija
Golosjemenjače
sjemeni
zametak
(nezreli)
plodni listplodni list
Kritosjemenjače
sjemeni
zametak
(nezreli)
U golosjemenjača sjemeni zametci leže na otvorenom plodnom listu, te se izvana vide
(otuda ”golo”)
U kritosjemenjača plodni list je zatvoren oko sjemenog zametka, te se on izvana ne vidi
(otuda “krito”). Ovakav plodni list sudjeluje u gradnji novog organa - ploda, kojega u
golosjemenjača nema
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 21
2
1
Razmnožavanje i rasplod
SPOROFIT
GAMETOFIT
2n
n
sporangij
izosporeanteridij
arhegonij
gamete
oplodnja
zigota
Izosporni kormofita (većina papratnjača)
životni ciklus u dva uzajamno odvojena morfološka oblika (2n sporofit i 1n gametofit)
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 22
1
2
3
SPOROFIT
2n
n
mikrosporangij
megasporangij
megaspore
mikrospore
MUŠKI GAMETOFIT
ŽENSKI GAMETOFIT
anteridij
jajna
stanica
arhegonij
muška
gameta
oplodnja
zigota
Razmnožavanje i rasplod
Heterosporni kormofita - neke papratnjače
životni ciklus u tri odvojena morfološka oblika (2n sporofit i 1n muški gametofit i 1n
ženski gametofit)
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 23
1
2
Razmnožavanje i rasplod
Heterosporni kormofita - sjemenjače
SPOROFIT
2n
n
mikrosporangij
megasporangij
megaspore
mikrospore
MUŠKI GAMETOFIT
ŽENSKI GAMETOFIT
anteridij
jajna
stanica
arhegonij
muška
gameta
oplodnja
zigota
životni ciklus u dva uzajamno odvojena morfološka oblika (2n sporofit i 1n muški
gametofit)
Botanika MB - 1 Morfologija II by Toni Nikolić 24
Razmnožavanje i rasplod
Porijeklo i nastanak cvijeta
izosporne razvojne
linije (većina
papratnjača)
heterosporne razvojne
linije (neke
papratnjače, sve
sjemenjače)
egzosporni razvoj gematofita
endosporni razvoj gematofita
sporogeneza na listovima koji i asimiliraju
(sporotrofofili)(1) ili na posebnim listovima
(sporofili) koji grade strobiluse (2)
sporogeneza uvijek na posebnim listovima
(sporofili) koji grade strobiluse u papratnjača
(3) ili cvjetove u golosjemenjača (4) i
kritosjemenjača (5)
1
2
3 4 5